JP2009058829A - 画像形成装置、定着装置、発熱回転体、温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】励磁コイル２ａと、金属スリーブ３Ｈ（発熱層、整磁合金を含む）と消磁部材３Ａ−１を有し、整磁合金を、励磁コイルと消磁部材の間に配置し、励磁コイルの磁束に起因して消磁部材で発生する反発磁束により自己温度制御機能を発揮する定着用の発熱回転体を有する定着装置において、電磁誘導加熱による発熱回転体の高速昇温の特性を生かしつつ、整磁合金のキュリー温度を越えた昇温を可能にする方法、部材、装置等を提供すること。
【解決手段】磁束調整手段（磁性コア３Ｑ、消磁部材３Ａ‐１）を、励磁コイル２ａに対して回転位置決め可能にし、反発磁束の量を調整可能とした。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置及び該画像形成装置に使用される電磁誘導加熱方式の定着装置、該定着装置用の発熱回転体、該定着装置の温度制御方法に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持したトナー像などの可視像を記録用のシート状媒体（以下、用紙という。）に転写し、定着してから画像出力をする。トナー像は、定着装置を通過する際に熱と圧力とによる融解、浸透作用によってシート状媒体記録材上に定着される。

（ａ）定着装置に採用される加熱方式には、発熱源としてハロゲンランプなどを用いた加熱ローラとこれに対向当接する加圧ローラとを備えて定着ニップ部を構成可能な熱ローラ定着方式、ローラ自体よりも熱容量が小さくてすむフィルムを加熱部材として用いたフィルム定着方式があるが、近年、加熱方式に電磁誘導加熱方式を用いた定着装置（例えば、特許文献１参照）が注目されている。

特許文献１には、加熱ローラの内部に、ボビンに巻いた誘導加熱コイルを設け、誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラに渦電流を発生させ、それによって加熱ローラを発熱させる構成が開示されている。この技術では、熱ローラ定着方式のような余熱を必要とせず、瞬時に温度を立ち上げることができるという利点がある。

（ｂ）電磁誘導加熱方式を用いた定着装置に関し、高周波電源により高周波電圧が印加される誘導加熱コイルからなる高周波誘導加熱装置と、前記加熱回転体に設けられた磁性を有する発熱層とを有し、発熱層は、キュリー温度が概ね定着温度に設定され、高周波誘導加熱装置に高周波電源により高周波電圧が印加されたとき発熱する定着装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２では、接着剤中に強磁性体が分散された発熱層を有し、高周波誘導加熱装置により、該強磁性体をキュリー温度に達する迄瞬時に昇温する。強磁性体は、キュリー温度に達すると磁性を失う。この強磁性体のキュリー温度は概ね定着温度に設定されているので、強磁性体は概ね定着温度に保持され、加熱回転体の立ち上がり時間の短縮及び温度制御を行なうことができる。

（ｃ）また、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置に関し、キュリー温度付近での温度の安定性を得るため、整磁合金と組み合わせて消磁部材を用いた技術がある。一例を要約すると、発熱層と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記発熱層で発生した熱が伝熱される整磁合金を有し、前記整磁合金を、前記励磁コイルと消磁部材の間に配置し、前記励磁コイルの磁束に起因して前記消磁部材で発生する反発磁束により自己温度制御機能を発揮し得るようにしてなる感温磁性金属パイプを有する熱ローラ装置、像過熱装置等である（例えば、特許文献３、４参照）。

このような、整磁合金、消磁部材を用いて誘導加熱量を自己制御する定着装置では、整磁合金層を誘導コイルと消磁部材の間に介し、整磁合金がキュリー温度以上になったとき、消磁部材による反発磁束が励磁コイルによる誘導磁束を打ち消す形で自己温度制御機能を発揮させる方式がとられている。

かかる技術では、整磁合金はキュリー温度近傍で透磁率が大きく落ち込むため、消磁材に磁束が透過し、消磁材からの反発磁束によって自己温度制御機能が発揮されることによりキュリー温度付近での温度の安定性を得る反面、上限温度がキュリー温度付近で固定されるため、キュリー温度以上への発熱層の加熱は困難である。

また、発熱層の温度がキュリー温度に近づくにつれ、発熱効率が低下するため、特に環境温度が低い場合に、ウォーミングアップ時間が長くなる。それに対し高温でも加熱可能なように、整磁合金のキュリー温度を高くすることが考えられる。しかし、そのようにした場合、所謂センター基準方式で用紙を搬送するタイプでは、使用頻度が大な定着ローラの軸長手方向中央部は通紙により放熱されて定着適温が保持されたとしても、通紙放熱がない軸長手方向両端部に対応する部位で通紙時端部温度上昇の上限温度が上昇するため、小サイズ紙（例えば、Ａ４サイズ）連続通紙直後の大サイズ紙（例えば、Ａ３サイズ）用紙画像などで、小サイズ通紙部（用紙幅の中央部）と非通紙部（用紙幅の両端部）での光沢差が大になってしまう。

特開２００１‐１３８０５号公報 特許第２９７５４３５号公報 特開２０００‐３０８５０号公報 特許第３５０４９４３号公報

本発明は、発熱層と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記発熱層で発生した熱が伝熱される整磁合金を有し、前記整磁合金を、前記励磁コイルと消磁部材の間に配置し、前記励磁コイルの磁束に起因して前記消磁部材で発生する反発磁束により自己温度制御機能を発揮し得るようにしてなる定着用の発熱回転体を有する構成において、消磁部材で生ずる反発磁束の量を可変とし、発熱に寄与する励磁コイルからの磁束に対する該反発磁束による抑制の程度を変え、以って発熱層の発熱状態を制御することで、電磁誘導加熱による発熱回転体の高速昇温の特性を生かしつつ、整磁合金のキュリー温度を越えた昇温を可能にする方法、部材、装置等を提供することを課題とする。

前記課題を達成するため請求項１に係る発明は、発熱層と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記発熱層で発生した熱が伝熱される整磁合金を有し、前記整磁合金を、前記励磁コイルと消磁部材の間に配置し、前記励磁コイルの磁束に起因して前記消磁部材で発生する反発磁束により自己温度制御機能を発揮し得るようにしてなる定着用の発熱回転体を有する定着装置において、前記反発磁束の量を調整可能な磁束調整手段を有することとした。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記磁束調整手段は、前記励磁コイルによる磁束が前記消磁部材に及ぶ程度が変化するように前記消磁部材を前記励磁コイルに対して変位させるものとした。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記消磁部材を前記励磁コイルに対して変位させるため、前記消磁部材を回転可能とした。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の定着装置において、前記消磁部材と、高抵抗磁性材とがローラの回転方向に分けて構成した。
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の定着装置において、前記回転可能な消磁部材は、前記高抵抗磁性材としてのフェライトからなるローラの一部に、前記消磁部材としてのアルミニウムまたは銅板を貼り付けたものからなることとした。
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の定着装置において、前記回転可能な前記高抵抗磁性体の回転中心を間にした反対側を消磁材で構成した。
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の定着装置において、前記整磁合金は筒状をなして回転可能であり、前記励磁コイルは回転する前記整磁合金の外側に位置し、前記消磁部材は前記回転する前記整磁合金の内側に高抵抗磁性材と組み合わされて前記励磁コイルに対して回転可能に構成されていることとした。
請求項８に係る発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の定着装置において、前記消磁部材が前記整磁合金よりも体積抵抗率の低い材料からなることとした。
請求項９に係る発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記消磁部材が、前記励磁コイルによる磁束を減殺する消磁磁束を発生する消磁コイルからなり、前記磁束調整手段は、前記消磁コイルによる消磁磁束の量が変化するように前記消磁コイルを含む回路に設けたスイッチ又は可変抵抗器からなることとした。
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の定着装置において、前記発熱層及び前記整磁合金は筒状をなして一体的に回転可能であり、前記励磁コイルは回転する前記整磁合金の外部に位置し、前記消磁部材は前記筒状をなして回転する回転体の中に位置していることを特徴とする定着装置。
請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の定着装置において、前記発熱回転体は、加圧ローラに対向圧接する部分が該圧接により変形する定着スリーブ、加圧ローラに対向圧接する部分が該圧接により変形しない定着ローラ、又は、加圧ローラに対向圧接するローラと協働して定着ベルトを回転可能に支持しかつ該定着ベルトを加熱する加熱ローラの何れかとして構成され、前記対向圧接部を通過するシート状媒体上に画像を定着させることとした。
請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の定着装置において、前記発熱回転体の温度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段により検知された温度情報に基づき、前記磁束調整手段を制御して前記反発磁束の量を調整する制御手段を有することとした。
請求項１３に係る発明は、請求項１１又は１２に記載の定着装置において、磁束調整手段を制御して前記反発磁束の量を調整する制御手段を有し、該制御手段は、当該定着装置の動作状態（ウォーミングアップ時、通紙時など）や定着画像品質（光沢画像、非光沢画像）に応じて前記磁束調整手段を制御して前記反発磁束の量を調整することとした。
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の定着装置において、前記制御手段は、当該定着装置の動作状態がウォーミングアップのときは、前記磁束調整手段を制御して前記消磁部材を非機能状態にすることとした。
請求項１５に係る発明は、シート状媒体に担持された未定着トナー画像に熱を与えて定着する定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置として請求項１乃至１４の何れかに記載の定着装置を備えることとした。
請求項１６に係る発明は、外部からの磁束により誘導加熱される発熱層と、該発熱層からの伝熱を受ける整磁合金層とを有した金属スリーブの中に、消磁部材を設けている定着用の発熱回転体において、前記消磁部材を回転可能に設けた。
請求項１７に係る発明は、請求項１６に記載の定着装置において、前記回転可能な消磁部材は、前記高抵抗磁性材としてのフェライトからなるローラの一部に、前記消磁部材としてのアルミニウムまたは銅板を貼り付けたものからなることとした。
請求項１８に係る発明は、外部からの磁束により誘導加熱される発熱層と、該発熱層からの伝熱を受ける整磁合金層とを有した金属スリーブの中に、消磁部材を設けている定着用の発熱回転体において、前記消磁部材を消磁コイルで構成し、該消磁コイルによる消磁磁束の量が変化するように前記消磁コイルを含む回路にスイッチ又は可変抵抗器を設けた。
請求項１９に係る発明は、発熱層と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記発熱層で発生した熱が伝熱される整磁合金を有し、前記整磁合金を、前記励磁コイルと消磁部材の間に配置し、前記消磁部材で発生する前記励磁コイルの磁束に起因する反発磁束により自己温度制御機能を発揮し得るようにしてなる定着用の発熱回転体と、前記反発磁束の量を調整する磁束調整手段を有した定着装置の温度制御方法であって、前記整磁合金には定着のための設定温度よりも高いキュリー温度の材料を用い、当該定着装置の動作状態（ウォーミングアップ時、通紙時など）や定着画像品質（光沢画像、非光沢画像）に応じ最適な設定温度を満足するように前記磁束調整手段を駆動することとした。
請求項２０に係る発明は、前記発熱回転体の温度を検知する温度検知手段からの温度情報を用いてフィードバック制御を行うこととした。

本発明によれば、消磁部材で生ずる反発磁束の量を可変とし、発熱に寄与する励磁コイル磁束に対する該反発磁束による抑制の程度を変え、以って発熱層の発熱状態を制御することで、電磁誘導加熱による高速昇温の特性を生かしつつ、整磁合金のキュリー温度を越えた昇温を可能とし、定着画質の向上、定着装置の迅速なウォーミングアップを達成する方法、部材、装置等を提供することができる。

[１] 参考例
画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的要部構成を図１に示す。図１において、発熱回転体としての定着スリーブ３は加圧回転体である加圧ローラ４と対向圧接する関係にあり、矢印の向きに回転する。定着スリーブ３の外周近傍には磁束発生部２が定着装置本体（図示せず）に固定されている。

磁束発生部２は、中央のセンターコア２ｃ、両端部の足コア２ｂ等を有したアーチコア２ｄと、励磁コイル２ａなどからなる。励磁コイル２ａはアーチコア２ｄと定着スリーブ３の間に位置し、図２、図３にも示すようにセンターコア２ｃに巻き回された扁平なコイルである。

図示の例の定着装置は、磁束発生部２の励磁コイル２ａを駆動源であるインバータＥにより高周波駆動することによって高周波磁界（磁束）を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着スリーブ３に渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させているものである。トナーＴｎを載せた用紙Ｓはトナー面を定着スリーブ３に接するように定着スリーブ３と加圧ローラ４との間を通過する間に加熱、加圧定着される。

図４は、定着スリーブ３の一部を半径方向で切り出して拡大して示す断面図である。定着スリーブ３は、直径が例えば４０ｍｍで、最も内側に芯金を兼ねた消磁部材３Ａを備え、その外側に、矢印で示すように用紙Ｓの画像面側に向かって、空気層（或いは発泡層）による断熱層３Ｂ、整磁合金３Ｃ、酸化防止層３Ｄ１、発熱層３Ｅ、酸化防止層３Ｄ２、弾性層３Ｆ、そして表層である離型層３Ｇから構成してある。整磁合金３Ｃ、酸化防止層３Ｄ１、発熱層３Ｅ、酸化防止層３Ｄ２、弾性層３Ｆ、離型層３Ｇは一体的な金属スリーブ３Ｈとして構成される。

消磁部材３Ａには例えばアルミニウムまたはその合金、空気などによる断熱層３Ｂは例えば５ｍｍ程度の間隙とする。整磁合金３Ｃには公知かつ適宜の整磁合金（例えば厚さ５０μｍ）、酸化防止層３Ｄ１、３Ｄ２にはニッケルストライクメッキ（例えば厚さ１μｍ以下）、発熱層３ＥにはＣｕメッキ（例えば厚さ１５μｍ）、弾性層３Ｆにはシリコーンゴム（例えば厚さ１５０μｍ）、そして離型層３ＧにはＰＦＡ（厚さ３０μｍ）が用いられる。すなわち整磁合金３Ｃから離型層３Ｇの表面までの厚さは例えば２００〜２５０μｍであるが、ただし、これらはすべて一例である。

整磁合金３Ｃは、キュリー温度が例えば１００〜３００°Ｃになるように形成された磁性体（例えば鉄、ニッケルを含む整磁合金材料）からなり、常に、励磁コイル２ａと消磁部材３Ａの間に位置し、加圧ローラ４の押圧により変形しニップを形成するように構成してある。この整磁合金３Ｃの存在により、発熱層３Ｅ等の過熱が防止される。また、定着スリーブ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、用紙Ｓの分離性が優れたものとなし得る。なおもちろん、加圧ローラ４の押圧により変形するのは、図示の実施例では消磁部材３Ａ以外の、金属スリーブ３Ｈ（整磁合金３Ｃ〜離型層３Ｇ）である。消磁部材３Ａは円柱状のローラであり、金属スリーブ３Ｈと同心円状をなしている。

図５を参照して消磁部材による発熱抑制機能について説明する。
（消磁部材非機能状態：発熱抑制機能なし）
図５（ａ）は定着スリーブ３の断面図であり整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃ未満の状態である。太目の実線の矢印は励磁コイル２からの誘導磁束、細目の実線の矢印は整磁合金３Ｃを流れる渦電流を示し（図５（ｃ）参照）、整磁合金３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃ未満のため、金属スリーブ３Ｈ中の整磁合金３Ｃが磁性体のままであり、励磁コイル２が発生させた誘導磁束が整磁合金３Ｃを非透過、断熱層３Ｂを非透過となっている状態を示す。

すなわち、キュリー温度未満では整磁合金３Ｃは磁性を有するので、該整磁合金３Ｃが励磁コイル２ａと消磁部材３Ａの間に位置している配置において励磁コイル２からの誘導磁束を透過させず、したがって誘導磁束は消磁部材３Ａに届いておらず、消磁部材３Ａに反発磁界が生じないので、整磁合金３Ｃの発熱抑制がない状態になっている。このため、励磁コイル２ａの誘導磁束により発熱層３Ｅが発熱し、この熱は整磁合金３Ｃに伝熱され、キュリー温度近傍までの急速な昇温が可能な状態である。

（消磁部材機能状態：発熱抑制機能あり）
一方、図５（ｂ）は、同じく定着スリーブ３の断面図であり、整磁合金３Ｃの温度Ｔがキュリー温度Ｔｃ超過の状態である。整磁合金３Ｃが磁性を失っているため、該整磁合金３Ｃが励磁コイル２ａと消磁部材３Ａの間に位置している配置において励磁コイル２ａからの誘導磁束が整磁合金３Ｃ、断熱層３Ｂを透過して消磁部材３Ａに届いており、励磁コイル２ａからの該誘導磁束が消磁部材３Ａを通る。時間変化する該誘導磁束が消磁部材３Ａ（導体）を貫くとき消磁部材３Ａに誘導電流（渦電流）が流れ、この誘導される渦電流は誘導磁束を打ち消す方向に働き、これに伴い誘導磁束を打ち消す反発磁束が誘導される。図中点線の矢印はアルミニウムまたはその合金製の消磁部材３Ａからの誘導磁束である（図５（ｃ）参照）。

整磁合金３Ｃを構成する整磁合金層の温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高いため、整磁合金３Ｃを構成する整磁合金３Ｃの磁性が失われて非磁性体となり、断熱層３Ｂの存在にもかかわらず、誘導磁束が消磁部材３Ａに届いている。消磁部材３Ａに反発磁束が生じるとこの反発磁束は励磁コイル２ａからの誘導磁束を減殺するので、発熱が抑制される。このため、励磁コイル２ａの誘導磁束による発熱層３Ｅの発熱効率は低下し、整磁合金層の温度Ｔが低下する。

磁性体（上述した発熱層の機能をも含む）である整磁合金３Ｃは図５（ａ）に示したようにキュリー温度に達するまではほぼ瞬時に昇温するが、図５（ｂ）に示したようにキュリー温度に達すると磁性を失い、したがって昇温しなくなり、一定の温度を保持する。これが励磁コイル２ａ、消磁部材（芯金）３Ａ、整磁合金３Ｃ、発熱層３Ｅ相互の関係による自己温度制御機能である。

したがって、整磁合金３Ｃをなす素材のキュリー温度が、この種の定着装置において用いる温度である１００〜３００°Ｃになるような材料からなる磁性体で構成しておけば、定着スリーブ３の発熱層３Ｅや消磁部材３Ａが過熱することが無くなり、概ね定着温度に保持できるようになり、定着スリーブ３表面における高い離型性と耐熱性等とを損なわず、また複雑な制御を必要としなくなる。

（構成の補足）
金属スリーブ３Ｈが整磁層３Ｃ単層の場合に、加圧ローラ４の押圧により変形しニップを形成するように変形可能にする条件としては、例えば材料が鉄、ニッケルを含む合金であり、厚みが１５０μｍ以下である。この条件が整えば整磁層３Ｃを確実に変形させることができる。整磁層３Ｃは、例えば変形可能な基層上にメッキにより磁性材層を形成して構成してもよく、整磁層３Ｃを確実に変形させ、かつ整磁層３Ｃの破断が低減し得る。

定着スリーブ３の整磁合金３Ｃの内側に設ける断熱層３Ｂは、整磁合金３Ｃよりも熱伝導率の悪い材料から構成することが好ましい。これにより、発熱層３Ｅによる熱効率が向上する。断熱層３Ｂは、整磁層より熱伝導率の悪い発泡シリコーンゴム等の材料（熱伝導率は０．１Ｗ／ｍＫ）の層でもよいが、整磁層３Ｃの熱伝導率が例えば１１Ｗ／ｍＫであれば、例えば図示の例のように空気層等その他の断熱層であっても採用できる。なお断熱層３Ｂには弾性体を含んでも、含まなくてもいずれでもよい。ただし、弾性体を含むようにすれば、加圧ローラ４による押圧力（ニップ圧）を大きくすることができるので、定着性が優れるものとすることができる。

断熱層３Ｂの厚みは１０ｍｍ以下程度とするか、あるいは磁束の強さ等の関係式から適当な厚さを導くかして形成することが好ましい。整磁層を透過した磁束が、確実に導電体に通過することが望ましいからである

また、定着に用いる発熱回転体としては、ローラ、スリーブ、ベルトの何れでもよく、整磁合金３Ｃが発熱層３Ｅと別体の場合、整磁合金３Ｃは発熱層３Ｅに対して固定されてもよく、固定されていなくてもよい。後者の場合、ベルトやスリーブが発熱層を有しベルトを支持するローラが整磁合金３Ｃを有してもよい。

（本参考例における問題点）
図６は磁性合金３Ｃの透磁率（発熱効率）の温度依存性を示す図である。図中△印は各温度における透磁率を示す。本例の定着装置では、自己温度制御機能が働くので１８０°Ｃ近傍の設定温度（キュリー温度近傍に設定した定着温度）での温度管理は容易である。しかし、図５からわかるように、透磁率は設定温度（キュリー温度近傍に設定した定着温度）未満では非常に高いが、該設定温度を超えるとエネルギーが反発磁束として消費されるため急激に低下する。このため、定着工程を発熱効率の低下した状態で行なわねばならないことになる。

また、定着温度は環境温度や用紙サイズ、定着品質（光沢の有無の要求）、など応じるため、変えたい場合があるが、自己温度制御機能が働くので、例えば、１８０°Ｃ近傍の設定温度（キュリー温度近傍に設定した定着温度）でしか使うことができない。例えば、小サイズ用紙が連続定着される場合には、図７に示したように小サイズ用紙幅に対応した発熱回転体の軸方向中央部分の温度が低下するが、キュリー温度近傍に設定した定着温度近くになると昇温させたい金属スリーブ３Ｈよりも消磁部材（芯金）３Ａの方に熱が分配消費されて低下温度を回復することができない。さらに、キュリー温度近傍に設定した定着温度のもとでは、加熱能力に限界があり、特に寒冷時にはウォームアップ時の昇温時間が長くなり、高速昇温ができない。本発明に係る以下の実施形態ではこれらの問題を解消する。

[２] 実施の形態例１
磁束発生部２及び発熱回転体としての定着スリーブ３０の構成及び動作状態を図８に示す。磁束発生部２の構成は前記参考例として図１、図２、図３、図５等により説明したと同じである。定着スリーブ３０については、金属スリーブ３Ｈは前記参考例として図１、図４等により説明したのと基本的な構造は同じである。

整磁合金３Ｃとして、前記参考例のように励磁コイル２ａからの消磁部材（芯金）３Ａの位置（距離）が変化しない態様の従来の定着装置で設定される定着温度よりもキュリー温度が高い材料を使用している。本例では発熱効率の高い条件での定着を可能にするためである。また、反発磁束の量を可変となし得ることから、自己温度制御機能を発揮し得る設定温度の選択幅を広げるためである。

励磁コイル２ａによる誘導磁束が消磁部材３Ｋに及ぶ程度を可変とし、消磁部材による反発磁束の量を調整可能にするため、消磁部材３Ａ‐１を励磁コイル２ａに対して変位させるため磁性コア３Ｑと一体に金属スリーブ３Ｈ内で回転可能にしている。消磁部材３Ａ−１と磁性コア３Ｑとを組み合わせて励磁コイル２ａに対して変位可能にすることで消磁部材による反発磁束の量を調整可能とする。その手段である磁束調整手段については、図１０により後述する。

磁性コア３Ｑは高磁性、高抵抗のフェライトからなる。整磁合金３ＣとしてはＦｅ‐Ｎｉ合金を使用する。Ｎｉ含量によりキュリー温度が変わるので各種キュリー温度に対応可能である。消磁部材３Ａ−１には、導電体、例えばアルミニウムまたはその合金、銅など、整磁合金３Ｃよりも体積抵抗率が低いものが消磁効果の点で適している。例えば、図８（ａ）につい後述するように、Ｔ（整磁合金の温度）＞Ｔｃ（キュリー温度）時において、消磁部材３Ａ−１の部位で励磁コイル２ａからの誘導磁束により誘導される渦電流が流れやすく、強い反発磁束を生じさせることができるからである。なお、これら材料や断面形状は限定されない。

図９に示したように、磁性コア３Ｑは略円柱状のローラからなり、その周面の一部に半円筒形の断面形を有する板状の消磁材３Ｋを貼り付け、その他の固定手段で固定して一体化し消磁部材３Ａ‐１を磁性コア３Ｑとともに金属スリーブ３Ｈ（整磁層３Ｃ）内で回転可能に構成してある。消磁部材３Ａ‐１と高抵抗磁性材としての磁性コア３Ｑとが該磁性コア３Ｑによるローラの回転方向に分けて構成されている。回転可能な磁性コア３Ｑの回転中心を間にした反対側に半円周に満たない板状の消磁材３Ｋを貼り付け等により一体化した構成である。整磁層３Ｃを含む金属スリーブ３Ｈが形成する円形の空間内で磁性コア３Ｈを回転させ、停止させると、その停止位置によって、磁性コア３Ｑや消磁部材３Ａ‐Ｑが磁束発生部２に対して接近した位置や離間した位置におくことができる。

磁性コア３Ｑを回転駆動する構成の具体例を図１０により説明する。図１０は定着スリーブ３０及びその周辺部材の構成例を図１０に示す。定着装置の左右側板８Ｌ、８Ｒは磁束発生部２を固定するとともに、定着スリーブ３０を軸支している。定着スリーブ３０の外周部を構成する金属スリーブ３０は左右フランジ７Ｒ、７Ｌに固定されている。

金属スリーブ３０の内側に位置する磁性コア３Ｑはその右軸６Ｒが軸受５により右フランジ７Ｒに支持されている。右フランジ７Ｒの軸部９Ｒは右側板８Ｒの貫通部を軸支され図示しない回転駆動源に接続されている。磁性コア３Ｑの左軸６Ｌは軸受５により左フランジ７Ｌに支持されかつ、左フランジ７Ｌを貫通して外部に突出し図示しない駆動源に接続されている。左フランジ７Ｌの軸部９Ｌは定着装置の左側板８Ｌに軸支されている。

金属スリーブ３Ｈ（整磁合金３Ｃ）は筒状をなして回転可能であり、励磁コイル２ａは回転する整磁合金３Ｃの外側に位置し、消磁部材３Ａ−１は回転する金属スリーブ３Ｈ（整磁合金３Ｃ）の内側に高抵抗磁性材（磁性コア３Ｑ）と組み合わされて励磁コイル２ａに対して回転可能に構成されている。

定着に際して、加圧ローラ４と同期して金属スリーブ３Ｈは定着スリーブ３０と一体的に回転し、また、磁性コア３Ｑ及び消磁部材３Ａ‐１は定着スリーブ３０とは別に磁束発生部２（励磁コイル２ａ）に対して回転し変位可能である。
このように、磁性コア３Ｑ及び消磁部材３Ａ‐１を一体化し定着スリーブ３０とは別に磁束発生部２（励磁コイル２ａ）に対して回転し変位可能なように該定着スリーブ３０に軸支した構成は、消磁部材３Ａ−１と磁性コア３Ｑとを組み合わせて励磁コイル２ａに対して変位させ消磁部材による反発磁束の量を調整可能とする磁束調整手段の一例を構成する。なお、磁束調整手段としては、上記構造に限らず、金属スリーブ３Ｈ内部の磁性コア３Ｑを移動させるために用いられる種々の機構が採用可能である。

図８に戻り、磁束調整手段の動作を説明する。図８（ａ）は消磁部材３Ａ‐１の機能を高める動作状態を示し、図８（ｂ）は、消磁部材３Ａ‐１機能を発揮させない動作状態を示す。図８中においても、図８（c）に示したように、太目の実線の矢印はコイル２からの誘導磁束、細目の実線の矢印は渦電流を示し、点線の矢印はアルミニウムまたはその合金製の消磁材３Ｋからの誘導磁束を示す。

（消磁部材機能状態：発熱抑制機能あり）
図８（ａ）において、磁性コア３Ｑを回転させ停止させることにより、消磁部材３Ａ‐１は励磁コイル２ａに対向している。このときの消磁部材３Ａ‐１の回転位置は励磁コイル２ａに最も近い。この状態のもとで、整磁合金３Ｃの温度Ｔをキュリー温度Ｔｃ以上とすると、整磁合金３Ｃの磁性が失われて非磁性体となり、高い消磁機能が発揮される。

この状態における自己温度制御機能について説明する。
消磁部材３Ａ−１が励磁コイル２ａに最接近していることにより消磁部材（完全）機能状態にあり、Ｔ＞Ｔｃであり、励磁コイル２ａによる誘導磁束（実線）が整磁合金３Ｃを通過して届く位置に消磁合金３Ｃ（Ａｌ層）があるので、このＡｌ層に渦電流が生じる。このＡｌ層に生ずる渦電流（細実線）は励磁コイル２ａの誘導磁束を打ち消す向きに働くので、該誘導磁束を打ち消す向きの反発磁束（破線）が生じる。

励磁コイル２ａによる誘導磁束（実線）が整磁合金３Ｃを通過できるのはキュリー温度以上であり、キュリー温度近傍、特にキュリー温度を越えた近傍の温度で反発磁束が増すので、励磁コイル２ａによる誘導磁束が減るため、発熱層３Ｅでの該誘導磁束による渦電流も小さくなり、発熱量が低下する。発熱量が低下すると整磁合金３Ｃの温度もキュリー温度に向けて限りなく下がり、これに伴い、整磁合金３Ｃを通過する磁束は減るが反発磁束が減じた分、発熱層３Ｅを通る誘導磁束が増すので、発熱量が増す。

このように、整磁合金３Ｃのキュリー温度近傍の温度となるように、発熱層３Ｅの発熱量が自動的に制御される。これは図１１における設定温度２００度以上の△印を結ぶ特性線に対応する。図１１は発熱効率の温度依存性を示す図であり、図８（ａ）に示したような消磁部材を機能させたとき（図１１中△印で示す特性が対応する。）と、機能させないとき（図１１中○印で示す特性が対応する。）を合わせて示してある。

ここで、仮に、図８（ａ）における消磁部材（完全）機能状態で、Ｔ＜Ｔｃの場合を想定すると、励磁コイル２ａによる誘導磁束は整磁合金３Ｃを通過できないので反発磁束は生じない。よって、励磁コイル２ａによる誘導磁束は、制約なく発熱層３Ｅで渦電流を生じ、発熱層３Ｅを最大限発熱させることができる。この状態は図１１における設定温度１８０°Ｃ以下の△印を結ぶ特性線（最大発熱量１０００Ｗ）に対応する。

なお、磁性コア３Ｑを図８（ａ）と図８（ｂ）との中間位置に回転させ停止した場合には、図１１における設定温度１８０°Ｃ〜２００°Ｃ間の△印を結ぶ線の途中から水平に引き出した特性線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に従う発熱量となる。いわば、消磁材（不完全）非機能状態ともいうべき状態で、無段階で異なる発熱量を得ることができる。

特性線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３となるような間の状態（磁性コアの中間的回転停止位置での制御）を行うことにより、適宜定着スリーブ３０の昇温性能を鈍らせることができる。定着スリーブ３０を含むユニッとの蓄熱量が大きく、一瞬で高温になる場合には、適宜消磁効果を増加させて昇温性能を鈍らせることが重要である。高温になり過ぎると定着画像不良の原因となる。また、Ｔ＞Ｔｃの状態で、消磁材非機能状態から、機能状態への切り替えは、磁性コイルインピーダンス変動が大きく電源制御が追従できない。そこで、間の状態をつくることで、電源制御の負荷変動を細かくできる。

（消磁部材非機能状態：発熱抑制機能なし）
図８（ｂ）において、磁性コア３Ｑを回転させ停止させることにより、磁性コア３Ｑが励磁コイル２ａに対向している。消磁部材３Ａ‐１は磁性コア３Ｑの回転中心を間にした反対側に位置するので、このときの消磁部材３Ａ−１の回転位置は最も遠い。この状態のもとで、整磁合金３Ｃの温度Ｔをキュリー温度Ｔｃ以上とすると、整磁合金３Ｃの磁性が失われて非磁性体となり、励磁コイル２ａからの誘導磁束は整磁合金３Ｃと透過しているが消磁部材３Ａ−１が励磁コイル２ａから離れて反対側に位置するため消磁材３Ｋからの誘導磁束が生じないため、消磁機能が発揮されず発熱量が低下しない。励磁コイル２ａからの誘導磁束（実線）は磁性コア３Ｑに引き寄せられ、制約なく発熱層で渦電流を生じ、発熱させる。この状態は図１１における設定温度１８０°Ｃ以上の○印を結ぶ特性線（最大発熱量１０００Ｗ）に対応する。

仮に、図８（ｂ）の消磁材（完全）非機能状態で、Ｔ＜Ｔｃを想定すると、この場合も、制約なく発熱層で渦電流を生じ、発熱させる。この状態は図１１における設定温度１８０°Ｃ以下の○印を結ぶ特性線（最大発熱量１０００Ｗ）に対応し、発熱層を最大限発熱させることができる。

磁性コア３Ｑとともに消磁部材３Ａ‐１の位置を回転移動させることにより、所望の発熱抑制制御を行える。すなわち、整磁合金３Ｃの発熱の制御は、図１１のようなデータに磁性コア３Ｑの回転角度、定着スリーブ３０表面温度などを加味した制御データを作成し、定着装置、画像形成装置などマシン状態情報（ウォームアップ時、通紙時、省エネモード時か否かなど）や定着装置内温度センサ情報に基づいて、消磁部材３Ａ−１の回転位置を励磁コイル２ａに対して変化させて行う。

（制御例）
図１２において、制御手段１０は記憶媒体に上記制御データを保持したＣＰＵからなる。定着スリーブ３０の軸長手方向の中央部及び端部には該ローラの表面温度を検知する温度検知手段としての温度センサ１１、１２を設け、その検知情報を制御手段１０に入力するようにしている。同様に画像形成装置が設けられた室温を測定する温度センサ１３からの検知情報も制御手段１０に入力される。

一方、消磁部材３Ａ‐１の左軸６Ｌには駆動用のステップモータ等のモータＭが連結されていて、制御手段１０の出力により駆動される。制御手段１０はマシン状態情報がウォームアップ時であれば、温度センサ１１、１２、１３からの温度情報に基づき、消磁部材３Ａ‐１の最適な回転位置を求め、消磁部材３Ａ‐１による適正な反発磁束が得られるようにモータＭを駆動する。

図７で示したように、小サイズ紙の連続通紙により、定着スリーブ３０の軸方向中央部が両端部よりも表面温度が低下し、定着品質に影響が出る状況であれば、その状況を温度センサ１１、１２、１３からの検知情報で把握して、消磁部材３Ａ‐１による適正な反発磁束が得られるようにモータＭを駆動する。例えば、図８（ｂ）で示したような消磁部材非機能状態にすることで、定着スリーブ３０の軸方向中央部における迅速な温度回復を図る。表面温度を監視して表面温度が低下する毎に行う。また、定着装置の動作状態がウォーミングアップ中は、前記磁束調整手段を制御して図８（ｂ）で示したような消磁部材非機能状態にすることで、立ち上げ時間の短縮を図る。

定着温度の高低により、画像の光沢が変わる。光沢プリントに仕上げるには高温の定着温度が要求され、非光沢（通常）プリントに仕上げるには比較的低温の定着温度が要求される。

この点に着目し、図１３（ａ）に示したように通常プリント時には、消磁部材機能状態（図８（ａ）が対応する。）とし、光沢プリント時には、消磁部材非機能状態（図８（ｂ）が対応する。）とする。また、カラー画像においては、モノクロ画像に比べて光沢が要求されるので消磁部材非機能状態（図８（ｂ）が対応する。）とする。

このように、ウォーミングアップ時や小サイズ紙の連続定着など、定着装置の動作状態に係る情報や、光沢画像、非光沢画像など定着画像品質に係る情報に応じて前記磁束調整手段を制御し、消磁部材消磁部材３Ａ‐１における反発磁束の量を調整することで所望の定着品質や、昇温効果を得る。

温度センサ１１、１２からの温度情報は随時制御手段１０に入力されて、目標値との差が把握され、モータＭによる磁性コア３Ｑの回転位置を修正するフィードバック制御を行うことで一層の定着品質や、昇温効果を得る。

（発熱回転体の態様）
加圧ローラとの圧接により変形するタイプの定着用ローラを定着スリーブと称するが、これまで説明した定着スリーブ３、３０は何れも金属スリーブ３Ｈの厚さが２００μｍ以下であり加圧ローラ４との圧接により変形するので定着スリーブである。これに対して、金属スリーブ３Ｈの厚さを２００μｍを超えて厚くし、加圧ローラ４との圧接により変形しない剛体に近いローラについても定着スリー部３０と同じように消磁機能をもたせることができるので、本発明の対象となる定着用の発熱回転体としては、定着スリーブ及び定着ローラの何れも含む。

さらに別の例として、図１４に示したように、加圧ローラ４に対向圧接するローラ１４と協働して定着ベルト１５を回転可能に支持しかつ該定着ベルト１５を加熱する加熱ローラ１７も本発明の発熱回転体に含める。その場合、金属スリーブ３Ｈの厚さは２００μｍを超えて厚くし剛性を高めるのがよい。

[３] 実施の形態例２
磁束発生部２及び発熱回転体としての定着スリーブ３００の構成及び動作状態を図１５に示す。磁束発生部２の構成は図８の例と同じである。定着スリーブ３００を構成する金属スリーブ３Ｈも図８の例と同じである。本例の金属スリーブ３００について、図１０に示した金属スリーブ３０の構成と異なるのは、図１０に示した消磁部材３Ａ‐１及び磁性コア３Ｑに代えて、整磁合金３Ｃを含む金属スリーブ３Ｈの内側に一対の消磁コイル３Ｌ、３Ｌを設けたこと、また、左軸６Ｌを左側板８Ｌに固定したことである。これにより、金属スリーブ３Ｈが回転しても消磁コイル３Ｌ、３Ｌは励磁コイル２ａに対して位置変位しない関係になる。

消磁コイル３Ｌ、３Ｌは切り替え素子１６を用いて一対の消磁コイル３Ｌ、３Ｌ間をショート（導通）あるいはオープン（切断）とすることで、励磁コイル２ａによる誘導磁束の抑制を図るものである。実施の形態例１と比べ、消磁部材を移動させるための手段が不要で、省スペース化が図れるものとなっている。

図１６により励磁コイル２ａと消磁コイル３Ｌ、３Ｌ、切り替え素子５及びインバータＥの関係を説明する。消磁、非消磁の切り替え素子５はスイッチまたは可変抵抗素子を用い得るが、その他の手段を用いてもよい。またサブコイルである消磁コイル３Ｌには駆動源は設けない。また、本例のように、センターコア２ｃを挟んで二分してある励磁コイル２ａに対して、消磁コイル３Ｌは、励磁コイル２ａに対して片側ごとに複数個ずつ配置してもよいが、３個程度が適当であろうと考えられる。ただし本発明としては、単数でも複数でもよく、複数の場合の個数に限定はない。そして、切り替え素子５による単位時間当たりの切り替え比率で制御を行う。

（消磁コイル導通状態：発熱抑制機能あり）
図１５（ａ）は、図８（ａ）と同様に消磁機能を高める動作状態を示す定着スリーブ３００の断面図であり、切り替え素子１６をオンとして消磁コイル３Ｌ、３Ｌ間をショート（導通）させ、励磁コイル２ａによる誘導磁束を減殺することにより消磁機能を発揮させる。

消磁コイルのスイッチオン（接続）により消磁材（完全）機能状態にある。
Ｔ＞Ｔｃでは、励磁コイル２ａによる誘導磁束（実線）が整磁合金３Ｃを通過して届く位置に消磁コイル３Ｌ、３Ｌがあるので、この消磁コイル３Ｌ、３Ｌには、励磁コイル２ａの誘導磁束を打ち消す向き電流が誘起されると共に、励磁コイル２ａの誘導磁束を打ち消す向きの反発磁束（破線）が生じる。

励磁コイル２ａによる誘導磁束（実線）が整磁合金３Ｃを通過できるのはキュリー温度以上であり、キュリー温度近傍、特にキュリー温度を越えた近傍の温度で反発磁束が増すので、励磁コイル２ａによる誘導磁束が減るため、発熱層３Ｅでの該誘導磁束による渦電流も小さくなり、発熱量が低下する。

発熱量が低下すると整磁合金３Ｃの温度もキュリー温度に限りなく下がり、これに伴い、整磁合金層３Ｃを通過する磁束は減るが反発磁束が減じた分、発熱層３Ｅを通る誘導磁束が増すので、発熱量が増す。このように、整磁合金３Ｃのキュリー温度近傍の温度となるように、発熱層の発熱量が自動的に制御される。この状態は図１１における設定温度２００度以上の△印を結ぶ特性線に対応する。

ここで、仮に、図１５（ａ）における消磁部材機能状態で、Ｔ＜Ｔｃの場合を想定すると、励磁コイル２ａによる誘導磁束は整磁合金３Ｃを通過できないので消磁コイル３Ｌ、３Ｌによる反発磁束は生じない。よって、励磁コイル２ａによる誘導磁束は、制約なく発熱層３Ｅで渦電流を生じ、発熱層３Ｅを最大限発熱させることができる。この状態は図１１における設定温度１８０°Ｃ以下の△印を結ぶ特性線（最大発熱量１０００Ｗ）に対応する。

なお、切り換え素子１６として可変抵抗機能を有するもの、可変抵抗器を用いた場合には、消磁コイル３Ｌ、３Ｌによる反発磁束の量を図１５（ａ）と図１５（ｂ）との中間量に可変制御することで、図１１における設定温度１８０°Ｃ〜２００°Ｃ間の△印を結ぶ線の途中から水平に引き出した特性線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に従う発熱量となる。いわば、消磁材（不完全）非機能状態ともいうべき状態で、無段階で異なる発熱量を得ることができる。

特性線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３となるような間の状態（磁性コアの中間的回転停止位置での制御）を行うことにより、適宜定着スリーブ３００の昇温性能を鈍らせることができる。定着スリーブ３００を含むユニッとの蓄熱量が大きく、一瞬で高温になる場合には、適宜消磁効果を増加させて昇温性能を鈍らせることが重要である。高温になり過ぎると定着画像不良の原因となる。また、Ｔ＞Ｔｃの状態で、消磁材非機能状態から、機能状態への切り替えは、インピーダンス（磁性コイル）変動が大きく電源制御が追従できない。そこで、間の状態をつくることで、電源制御の負荷変動を細かくできる。

（消磁コイル非導通状態：発熱抑制機能なし）
一方、図１５（ｂ）は、図８（ｂ）と同様に消磁機能を発揮させない動作状態を示す定着スリーブ３００の断面図であり、切り替え素子１６をオフとして消磁コイル３Ｌ、３Ｌ間を遮断し、消磁磁束を生じさせないことによって消磁機能が発揮されないようにしている。

消磁コイル３Ｌ、３Ｌが励磁コイル２ａから離れて金属スリーブ３Ｈを間にして反対側に位置するため励磁コイル２ａからの誘導磁束が整磁層３Ｃを透過しているが、整磁層３Ｃを構成する整磁合金３Ｃの温度Ｔがキュリー温度Ｔｃより高いＴ＞Ｔｃ場合、消磁コイル３Ｌ、３Ｌからの誘導反発磁束が生じていない。したがって、励磁コイル２ａによる誘導磁束（実線）は制約なく発熱層３Ｅで渦電流を生じ、発熱させる。この状態は図１１における設定温度１８０°Ｃ以上の○印を結ぶ特性線（最大発熱量１０００Ｗ）に対応する。

仮に、図１５（ｂ）の消磁コイル３Ｌ、３Ｌがオフの消磁非機能状態で、Ｔ＜Ｔｃを想定すると、この場合も、制約なく発熱層で渦電流を生じ、発熱させる。この状態は図１１における設定温度１８０°Ｃ以下の○印を結ぶ特性線（最大発熱量１０００Ｗ）に対応し、発熱層を最大限発熱させることができる。

切り替え素子１６を可変抵抗器とした場合、抵抗値を変えることにより、所望の発熱抑制制御を行える。すなわち、整磁合金３Ｃの発熱の制御は、図１１のようなデータに可変抵抗器の抵抗値、定着スリーブ３００の表面温度などを加味した制御データを作成し、定着装置、画像形成装置などマシン状態情報（ウォームアップ時、通紙時、省エネモード時か否かなど）や定着装置内温度センサ情報に基づいて、可変抵抗器の抵抗値を変化させて行う。

（制御例）
図１７において、制御手段１００は上記制御データを保持したＣＰＵからなる。定着スリーブ３００の軸長手方向の中央部及び端部には該ローラの表面温度を検知する温度検知手段としての温度センサ１１０、１２０を設け、その検知情報を制御手段１００に入力するようにしている。同様に画像形成装置が設けられた室温を測定する温度センサ１３０からの検知情報も制御手段１００に入力される。

切り替え素子１６のオン・オフ或いは抵抗値は、制御手段１００の出力により駆動される。制御手段１００はマシン状態情報がウォームアップ時であれば、温度センサ１１０、１２０、１３０からの温度情報に基づき、切り替え素子１６を制御して消磁コイル３Ｌ、３Ｌで適正な反発磁束が得られるようにする。

小サイズ紙の連続通紙により、定着スリーブ３００の軸方向中央部が両端部よりも表面温度が低下し、定着品質に影響が出る状況であれば前記実施形態例１で図７により説明した内容に準じた制御を行う。

また、図１８（ａ）に示したように通常プリント時には、消磁コイルショート（導通）（図１５（ａ）が対応）とし、光沢プリント時には、消磁コイルオープン（図１５（ｂ）が対応）とする。また、カラー画像においては、モノクロ画像に比べて光沢が要求されるので消磁コイルオープン（図１５（ｂ））とする。

このように、ウォーミングアップ時や小サイズ紙の連続定着など、定着装置の動作状態に係る情報や、光沢画像、非光沢画像など定着画像品質に係る情報に応じて前記磁束調整手段を制御し、消磁コイル３Ｌ、３Ｌによる反発磁束の量を調整することで所望の定着品質や、昇温効果を得る。

温度センサ１１０、１２０からの温度情報は随時制御手段１００に入力されて、目標値との差が把握され、切り替え素子１００における抵抗値を修正するフィードバック制御を行うことで一層の定着品質や、昇温効果を得る。

（発熱回転体の態様）
本例においても、本発明の対象となる定着用の発熱回転体としては、定着スリーブ３００の他に、金属スリーブ３Ｈの厚さを２００μｍを超えて厚くし、加圧ローラ４との圧接により変形しない剛体に近い定着ローラを含むものとする。

さらに別の例として、図１９に示したように、加圧ローラ４に対向圧接するローラ１４０と協働して定着ベルト１５を回転可能に支持しかつ該定着ベルト１５を加熱する加熱ローラ１６０も本発明の発熱回転体に含める。その場合、金属スリーブ３Ｈの厚さは２００μｍを超えて厚くし剛性を高めるのがよい。

[４] 実施の形態例３
図２０は、前記した実施の形態例による定着装置が適用されるカラー用の画像形成装置を例示した図である。もちろん本発明は、図２０に示したタイプの画像形成装置には限定されず、またカラー画像を作成するものだけでなく、単一画像を形成するものをも対象とする。

この画像形成装置は上から、読み取り部Ｃ、排紙収納部Ｄ、画像形成部Ａ、給紙部Ｂからなる。
読み取り部Ｃは、コンタクトガラスＣ２上に載置される原稿を読み取るもので、原稿画像は、読み取り走行体Ｃ１の走査により、画像情報がレンズＣ３を経てＣＣＤ（Charge Coupled Devices）４に結像され電気信号に変換され、露光装置Ａ１０に送られて露光用の画像情報データに供される。

画像形成部Ａは主として、プロセスカートリッジＰＣに収められたドラム状の４つの感光体Ａ１及びその付帯部材、プロセスカートリッジＰＣの上方に配置された中間転写装置Ａ４、中間転写装置Ａ４の側部に配置された２次転写装置Ａ５、２次転写装置Ａ５の上方に配置された定着装置Ａ８、排紙ローラＡ９、レジストローラＡ１１等からなる。ここで、定着装置Ａ８としては前記実施形態例１、２で説明した発熱回転体を用いた定着装置が使用される。図２０には一例とし図８等で説明したタイプの定着スリーブ（発熱回転体）３０が示されている。

４つの感光体は中間転写装置Ａ４に構成された中間転写ベルトＡ４ａの回転方向に沿って配列されている。各感光体Ａ１はそのまわりに、回転方向順に、帯電装置Ａ２、現像装置Ａ３、クリーニング装置Ａ６、潤滑剤塗布装置Ａ７を備え、ほかに、現像装置Ａ３とクリーニング装置Ａ６との間の感光体面には中間転写ベルトＡ４ａが接し（１次転写部）、また、帯電装置Ａ２と現像装置Ａ３との間の感光体面は、帯電後において露光装置Ａ１０からの光で露光される露光領域となっている。

画像形成に際して、各感光体は個々に、帯電装置Ａ２により帯電され、ＣＣＤ４で読み取られた原稿のデータに基づき露光装置Ａ１０により露光され表面に静電潜像が担持される。各潜像はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーにより現像装置Ａ３により各色のトナー画像として可視像化される。

各感光体Ａ１に形成されたシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー画像は、１転写部で、回転する中間転写ベルトＡ４ａ上に順に転写されて色重ねによりカラートナー像ができる。このカラートナー像は、中間転写ベルトＡ４ａ上、２次転写装置Ａ５が配置された２次転写部で、用紙Ｓに一括転写される。この転写により未定着カラートナー画像を担持した用紙Ｓは定着装置Ａ８を通過する間に画像定着され、排紙ローラＡ９により排紙収納部Ｄに送り出される。中間転写ベルトＡ４ａ、２次転写装置Ａ５はそれぞれ付着した残トナーを除去するクリーニング手段を付帯するが説明は略す。

給紙部Ｂは小サイズから大サイズまで異なるサイズの用紙Ｓを収納する給紙カートリッジ４０を複数装備している。給紙カートリッジ４０は例えば露光用の画像情報データに含まれる原稿サイズ情報に応じて自動選択され、或いは操作者により選択された給紙カートリッジ４０から用紙Ｓが分離給紙手段１００より給紙ローラＢ１に送り出される。この給紙ローラＢ１は、レジストローラＡ１１で一旦停止し、中間転写ベルトＡ４ａ上のカラートナー画像とのタイミングを計って２次転写装置Ａ５に向けて送り出す。

本例のようにシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーで可視像化が可能な画像装置では、フルカラー画像、何れかの色の単一色画像の形成を選択することができる。フルカラー画像では光沢が要求され、単一色画像（例えばブラック）では光沢が要求されないケースが多い。画像の光沢は定着温度の高低に関係する。広範囲な定着温度を効率よく実現できる本発明は光沢画像、非光沢画像の何れにも対応でき、本例のような画像形成装置に適合する。

本例のように、小サイズから大サイズまでの各種サイズの用紙を収納し、何れのサイズについても選択可能な画像形成装置においては、小サイズ紙を連続通紙する際に生じる定着スリーブ（ローラ）軸長手方向中央部における温度低下に起因する定着不良の問題が懸念される。消磁部材を用いる従来の定着スリーブではキュリー温度近傍の定着温度に上限が固定されるが発熱効率が低い。

本発明では、通常用いる定着温度より高いキュリー温度の整磁合金を用い、かつ、消磁部材機能時には、特性線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３など、その高いキュリー温度よりも低い温度（発熱効率は低くない）で通常は定着を行うことができる。

また、軸長手方向中央部における温度低下に起因する定着不良が懸念される状態になったときは、消磁部材非機能状態にし、軸長手方向の両端部を含む定着スリーブ全体の温度を高速加熱して、中央部の温度低下を解消する。小サイズ紙の連続通紙では、ある時間経過による温度低下ごとに消磁部材非機能状態にする。

ウォームアップ時、特に環境温度が低い冬季などにおいても、消磁部材非機能状態にすれば、高速昇温により、短時間に通常用いる定着温度にすることができる。

画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的要部構成を示した断面図である。 励磁コイル及びコアの構成を例示した斜視図である。 励磁コイルの正面図である。 定着スリーブの一部を半径方向で切り出して拡大して示した断面図である。 （ａ）は磁束調整手段を有しない定着スリーブの断面とともに整磁合金による発熱抑制がない場合の誘導磁束、渦電流の関係を模視的に示した図、（ｂ）は磁束調整手段を有しない定着スリーブの断面とともに整磁合金による発熱抑制がある場合の誘導磁束、渦電流の関係を模視的に示した図、（ｃ）は図中の矢印を説明した図である。 透磁率の温度依存性を示した図である。 小サイズ連続通紙による中央部温度落ち込みの状態を模式的に示した図である。 （ａ）は磁束調整手段を有した定着スリーブの断面とともに、消磁部材機能時における誘導磁束、渦電流の関係を模視的に示した図、（ｂ）は磁束調整手段を有した定着スリーブの断面とともに消磁部材非機能時における誘導磁束、渦電流の関係を模視的に示した図、（ｃ）は図中の矢印を説明した図である。 磁性コアの斜視図である。 定着スリーブの断面図である。 発熱効率の温度依存性を示す図である。 定着スリーブの温度制御方法を説明したブロック図である。 （ａ）は通常プリント時（消磁部材機能状態）における磁性コア、消磁部材の位置、（ｂ）は光沢プリント時（消磁部材非機能状態）における磁性コア、消磁部材の位置を示した図である。 定着ベルトを用いた定着装置を例示した図である。 （ａ）は磁束調整手段を有した定着スリーブの断面とともに、消磁コイルのスイッチオン時における誘導磁束、渦電流の関係を模視的に示した図、（ｂ）は磁束調整手段を有した定着スリーブの断面とともに消磁コイルのスイッチオフ時における誘導磁束、渦電流の関係を模視的に示した図、（ｃ）は図中の矢印を説明した図である。 励磁コイル、消磁コイル、切り替え素子及びインバータの関係を説明した図である。 定着スリーブの温度制御方法を説明したブロック図である。 （ａ）は通常プリント時（消磁部材機能状態）における磁性コイルのスイッチ状態、（ｂ）は光沢プリント時（消磁部材非機能状態）における磁性コイルのスイッチ状態を示した図である。 定着ベルトを用いた定着装置を例示した図である。 本発明の定着装置を用いた画像形成装置の構成を説明した図である。

符号の説明

２ 磁束発生部
２ａ 励磁コイル
２ｂ 足コア
２ｃ センターコア
２ｄ アーチコア
３、３０、３００ 定着スリーブ（発熱回転体）
消磁部材 ３Ａ、３Ａ‐１
３Ｌ 消磁コイル
３Ｂ 断熱層
３Ｃ 整磁合金
３Ｄ１ 酸化防止層
３Ｅ 発熱層
３Ｄ２ 酸化防止層
３Ｆ 弾性層
３Ｇ 離型層
３Ｈ 金属スリーブ
３Ｑ 磁性コア
４ 加圧ローラ
５ 軸受
６Ｒ 右軸
６Ｌ 左軸
７Ｒ 右フランジ
７Ｌ 左フランジ
８Ｒ 右側板
８Ｌ 左側板
９Ｒ、９Ｌ 軸部
１０、１００ 制御手段
１１、１２，１３、１１０、１２０、１３０ 温度センサ
１４、１４０ ローラ
１５、１５０ 定着ベルト
１６ 切り替え素子
１７、１７０ 加熱ローラ
定着装置Ａ８
Ｅ インバータ
Ｍ モータ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 特性線
ＰＣ プロセスカートリッジ
Ｓ 用紙(シート状媒体)
Ｔｎ トナー

Claims (20)

1. 発熱層と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記発熱層で発生した熱が伝熱される整磁合金を有し、前記整磁合金を、前記励磁コイルと消磁部材の間に配置し、前記励磁コイルの磁束に起因して前記消磁部材で発生する反発磁束により自己温度制御機能を発揮し得るようにしてなる定着用の発熱回転体を有する定着装置において、
   前記反発磁束の量を調整可能な磁束調整手段を有したことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記磁束調整手段は、前記励磁コイルによる磁束が前記消磁部材に及ぶ程度が変化するように前記消磁部材を前記励磁コイルに対して変位させるものであることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置において、
   前記消磁部材を前記励磁コイルに対して変位させるため、前記消磁部材を回転可能としたことを特徴とする定着装置。
4. 請求項３に記載の定着装置において、
   前記消磁部材と、高抵抗磁性材とがローラの回転方向に分けて構成されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項３又は４に記載の定着装置において、
   前記回転可能な消磁部材は、前記高抵抗磁性材としてのフェライトからなるローラの一部に、前記消磁部材としてのアルミニウムまたは銅板を貼り付けたものからなることを特徴とする定着装置。
6. 請求項４又は５に記載の定着装置において、
   前記回転可能な前記高抵抗磁性体の回転中心を間にした反対側を消磁材で構成したことを特徴とする定着装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の定着装置において、
   前記整磁合金は筒状をなして回転可能であり、前記励磁コイルは回転する前記整磁合金の外側に位置し、前記消磁部材は前記回転する前記整磁合金の内側に高抵抗磁性材と組み合わされて前記励磁コイルに対して回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項１乃至６の何れかに記載の定着装置において、
   前記消磁部材が前記整磁合金よりも体積抵抗率の低い材料からなることを特徴とする定着装置。
9. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記消磁部材が、前記励磁コイルによる磁束を減殺する消磁磁束を発生する消磁コイルからなり、前記磁束調整手段は、前記消磁コイルによる消磁磁束の量が変化するように前記消磁コイルを含む回路に設けたスイッチ又は可変抵抗器からなることを特徴とする定着装置。
10. 請求項９に記載の定着装置において、
    前記発熱層及び前記整磁合金は筒状をなして一体的に回転可能であり、前記励磁コイルは回転する前記整磁合金の外部に配置し、前記消磁部材は前記筒状をなして回転する回転体の中に配置したことを特徴とする定着装置。
11. 請求項１乃至１０の何れかに記載の定着装置において、
    前記発熱回転体は、加圧ローラに対向圧接する部分が該圧接により変形する定着スリーブ、加圧ローラに対向圧接する部分が該圧接により変形しない定着ローラ、又は、加圧ローラに対向圧接するローラと協働して定着ベルトを回転可能に支持しかつ該定着ベルトを加熱する加熱ローラの何れかとして構成され、前記対向圧接部を通過するシート状媒体上に画像を定着させることを特徴とする定着装置。
12. 請求項１１に記載の定着装置において、
    前記発熱回転体の温度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段により検知された温度情報に基づき、前記磁束調整手段を制御して前記反発磁束の量を調整する制御手段を有することを特徴とする定着装置。
13. 請求項１１又は１２に記載の定着装置において、
    磁束調整手段を制御して前記反発磁束の量を調整する制御手段を有し、該制御手段は、当該定着装置の動作状態や定着画像品質に応じて前記磁束調整手段を制御して前記反発磁束の量を調整することを特徴とする定着装置。
14. 請求項１３に記載の定着装置において、
    前記制御手段は、当該定着装置の動作状態がウォーミングアップのときは、前記磁束調整手段を制御して前記消磁部材を非機能状態にすることを特徴とする定着装置。
15. シート状媒体に担持された未定着トナー画像に熱を与えて定着する定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着装置として請求項１乃至１４の何れかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
16. 外部からの磁束により誘導加熱される発熱層と、該発熱層からの伝熱を受ける整磁合金層とを有した金属スリーブの中に、消磁部材を設けている定着用の発熱回転体において、
    前記消磁部材を回転可能に設けてなることを特徴とする定着用の発熱回転体。
17. 請求項１６に記載の定着装置において、
    前記回転可能な消磁部材は、前記高抵抗磁性材としてのフェライトからなるローラの一部に、前記消磁部材としてのアルミニウムまたは銅板を貼り付けたものからなることを特徴とする定着用の発熱回転体。
18. 外部からの磁束により誘導加熱される発熱層と、該発熱層からの伝熱を受ける整磁合金層とを有した金属スリーブの中に、消磁部材を設けている定着用の発熱回転体において、
    前記消磁部材を消磁コイルで構成し、該消磁コイルによる消磁磁束の量が変化するように前記消磁コイルを含む回路にスイッチ又は可変抵抗器を設けたことを特徴とする定着用の発熱回転体。
19. 発熱層と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記発熱層で発生した熱が伝熱される整磁合金を有し、前記整磁合金を、前記励磁コイルと消磁部材の間に配置し、前記消磁部材で発生する前記励磁コイルの磁束に起因する反発磁束により自己温度制御機能を発揮し得るようにしてなる定着用の発熱回転体と、前記反発磁束の量を調整する磁束調整手段を有した定着装置の温度制御方法であって、
    前記整磁合金には定着のための設定温度よりも高いキュリー温度の材料を用い、当該定着装置の動作状態や定着画像品質に応じ最適な設定温度を満足するように前記磁束調整手段を駆動することを特徴とする定着装置の温度制御方法。
20. 請求項１９に記載の定着装置の温度制御方法において、
    前記発熱回転体の温度を検知する温度検知手段からの温度情報を用いてフィードバック制御を行うことを特徴とする定着装置の温度制御方法。

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